Rigenerazione del cervello. Perchè la fase del sogno è importante.

Traduzione a cura della redazione – Marisa Menna

25 agosto 2021

I ricercatori dell’Università di Tsukuba e dell’Università di Kyoto hanno scoperto che il flusso sanguigno nei capillari del cervello dei topi, importante per fornire ossigeno e sostanze nutritive e rimuovere i prodotti di scarto, aumenta nel sonno durante la fase del sogno.
I recettori dell’adenosina A2a potrebbero essere almeno in parte responsabili di questo aumento del flusso sanguigno. Questi risultati portano nuove speranze per la comprensione della funzione del sonno e lo sviluppo di trattamenti per le malattie neurodegenerative che comportano l’accumulo di prodotti di scarto nel cervello, come il morbo di Alzheimer.

Tsukuba, Giappone—Gli scienziati si sono chiesti da tempo perché quasi tutti gli animali dormono, nonostante gli svantaggi per la sopravvivenza dell’essere incoscienti. I ricercatori guidati da un team dell’Università di Tsukuba hanno trovato nuove prove del rinnovamento del cervello che si verifica durante una fase specifica del sonno: il sonno REM (Rapid Eye Movements), che è la fase del sonno più profonda e in cui si sogna.

La fase Rem è anche quella fase in cui avviene il consolidamento e il rafforzamento della memoria, che è uno dei tanti benefici del sonno.

Precedenti studi hanno misurato le differenze nel flusso sanguigno nel cervello tra il sonno REM, il sonno non-REM e la veglia utilizzando vari metodi, con risultati contrastanti. Nel loro ultimo lavoro, il team guidato da Tsukuba ha utilizzato una tecnica per visualizzare direttamente il movimento dei globuli rossi nei capillari cerebrali dei topi (dove vengono scambiati nutrienti e prodotti di scarto tra cellule cerebrali e sangue) durante gli stati di veglia e di sonno.

“Abbiamo usato un colorante per rendere visibili i vasi sanguigni del cervello sotto la luce fluorescente, utilizzando una tecnica nota come microscopia a due fotoni”, afferma l’autore senior dello studio, il professor Yu Hayashi. “In questo modo, abbiamo potuto osservare direttamente i globuli rossi nei capillari della neocorteccia nei topi non anestetizzati”.

I ricercatori hanno anche misurato l’attività elettrica nel cervello per identificare il sonno REM, il sonno non-REM e la veglia e hanno cercato differenze nel flusso sanguigno tra queste fasi.

“Siamo rimasti sorpresi dai risultati”, spiega il professor Hayashi. “C’era un enorme flusso di globuli rossi attraverso i capillari cerebrali durante il sonno REM, ma nessuna differenza tra il sonno non-REM e lo stato di veglia, dimostrando che il sonno REM è uno stato unico”.

Il team di ricerca ha quindi interrotto il sonno dei topi, determinando un sonno REM di “rimbalzo”, una forma più forte di sonno REM per compensare l’interruzione precedente. Il flusso sanguigno nel cervello è stato ulteriormente aumentato durante il sonno REM di rimbalzo, suggerendo un’associazione tra il flusso sanguigno e la forza del sonno REM.

Inoltre, quando i ricercatori hanno ripetuto gli stessi esperimenti su topi senza recettori dell’adenosina A2a, c’è stato un aumento minore del flusso sanguigno durante il sonno REM, anche durante il sonno REM di rimbalzo.

“Questi risultati suggeriscono che i recettori dell’adenosina A2a possono essere responsabili di almeno alcuni dei cambiamenti nel flusso sanguigno nel cervello durante il sonno REM”, afferma il professor Hayashi.

Dato che la riduzione del flusso sanguigno nel cervello e la diminuzione del sonno REM sono correlati allo sviluppo della malattia di Alzheimer, che comporta l’accumulo di prodotti di scarto nel cervello, può essere interessante valutare se l’aumento del flusso sanguigno nei capillari cerebrali durante il sonno REM sia importante per la rimozione dei rifiuti dal cervello.

Questo studio pone le basi preliminari per future indagini sul ruolo dei recettori dell’adenosina A2a in questo processo, che potrebbe infine portare allo sviluppo di nuovi trattamenti per condizioni come il morbo di Alzheimer.

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This work was supported by the Japan Agency for Medical Research and Development (grant numbers JP19dm0107138, 19gm1110008 [to Yu Hayashi], and 19lm0203023 [to Michael Lazarus]); the Japan Society for the Promotion of Science (KAKENHI grant numbers JP20H03353, JP20K21456, and JP21F21109); the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (KAKENHI grant numbers JP21H00199 and JP21H00414, and the World Premier International Research Center Initiative); the Japan Science and Technology Agency (grant number JPMJPR13AC); The World Premier International Research Center Initiative Program; the Cell Science Research Foundation; the Asahi Glass Foundation; the Astellas Foundation for Research on Metabolic Disorders; the Daiichi Sankyo Foundation of Life Science (to Yu Hayashi); and the Japan Foundation for Applied Enzymology (TMFC, to Yu Hayashi and Tsuyoshi Saitoh).

Original Paper
The article, “Cerebral capillary blood flow upsurge during REM sleep is mediated by A2a receptors,” was published in Cell Reports at DOI: 10.1016/j.celrep.2021.109558

Correspondence
Professor HAYASHI Yu
International Institute for Integrative Sleep Medicine (WPI-IIIS), University of Tsukuba
Professor, Graduate School of Medicine, Kyoto University

Fonte:
https://www.tsukuba.ac.jp

https://www.sciencedaily.com